Đề thi chọn đội tuyển học sinh giỏi cấp tỉnh năm học: 2014 - 2015 môn: Vật lí 12 thời gian làm bài: 180 phút (không kể thời gian phát đề)

SỞ GD VÀ ĐT THANH HÓA
TRƯỜNG THPT LÊ HOÀN
CẤU TRÚC ĐỀ THI VÀ KHUNG MA TRẬN
ĐỀ THI HỌC SINH GIỎI VẬT LÍ 12 CẤP TỈNH
NĂM HỌC 2014 - 2015
	1. Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian giao đề 
	2. Cấu trúc đề thi
TT
Phần kiến thức
Số điểm
Số câu hỏi
Loại câu hỏi
1
Động lực học vật rắn
2,0
1
Tự luận
2
Dao động cơ
3,0
1-2
Tự luận
3
Sóng cơ
2,0
1
Tự luận
4
Dao động và sóng điện từ
2,0
1
Tự luận
5
Dòng điện xoay chiều
3,0
1-2
Tự luận
6
Sóng ánh sáng
2,0
1
Tự luận
7
Lượng tử ánh sáng
2,0
1
Tự luận
8
Sơ lược về thuyết tương đối hẹp.
2,0
1
Tự luận
9
Phương án thực hành
2,0
1
Tự luận
 Tổng số
20,0
9 đến 10 câu.
 	3. Nội dung thi
 	Nội dung thi thuộc chương trình vật lí THPT, chủ yếu là chương trình vật lí lớp 12 (chương trình chuẩn và nâng cao).
4. Khung ma trận đề thi
 Cấp độ
Tên chủ đề
(Nội dung, chương...)
Nhận biết
Thông hiểu
Vận dụng
Cộng
Cấp độ thấp
Cấp độ cao
Chủ đề 1
Động lực học vật rắn
Chuẩn KT, KN cần kiểm tra (Ch)
(Ch)
(Ch)
(Ch)
Số câu 01
Số điểm Tỉ lệ %
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
Số điểm
Số câu 01
2điểm=10%
Chủ đề 2
Con lắc lò xo
(Ch)
(Ch)
(Ch)
(Ch)
Số câu 01
Số điểm Tỉ lệ %
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
Số điểm
Số câu 01
2 điểm=10%
Chủ đề 3
Con lắc đơn
(Ch)
(Ch)
(Ch)
(Ch)
Số câu 01
Số điểm Tỉ lệ %
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
2 điểm=10%
Chủ đề 4
Giao thoa sóng cơ
(Ch)
(Ch)
(Ch)
(Ch)
Số câu 01
Số điểm Tỉ lệ %
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
2 điểm=10%
Chủ đề 5
Sóng âm
(Ch)
(Ch)
(Ch)
(Ch)
Số câu 01
Số điểm Tỉ lệ %
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
2 điểm=10%
Chủ đề 6
Đoạn mạch RLC nối tiếp
(Ch)
(Ch)
(Ch)
(Ch)
Số câu 01
Số điểm Tỉ lệ %
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
Số điểm
Số câu 01
2 điểm=10%
Chủ đề 6
Máy điện
(Ch)
(Ch)
(Ch)
(Ch)
Số câu 01
Số điểm Tỉ lệ %
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
2 điểm=10%
Chủ đề 7
Dao động và sóng điện từ
(Ch)
(Ch)
(Ch)
(Ch)
Số câu 01
Số điểm Tỉ lệ %
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
2 điểm=10%
Chủ đề 8
Giao thoa ánh sáng
(Ch)
(Ch)
(Ch)
(Ch)
Số câu 01
Số điểm Tỉ lệ %
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
2 điểm=10%
Chủ đề 9
Chất khí
(Ch)
(Ch)
(Ch)
(Ch)
Số câu 01
Số điểm Tỉ lệ %
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
2 điểm=10%
Chủ đề 10
Quang hình học
(Ch)
(Ch)
(Ch)
(Ch)
Số câu 01
Số điểm Tỉ lệ %
Số câu 0
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
Số điểm
Số câu 0
Số điểm
Số câu 01
2 điểm=10%
SỞ GD & ĐT THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT LÊ HOÀN
-------********-------
ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH
 Năm học: 2014 - 2015
Môn: VẬT LÍ 12 
Thời gian làm bài: 180 phút (Không kể thời gian phát đề)
-------***------
Bài 1 (2,0 điểm): Một nguồn âm P phát ra âm đẳng hướng. Hai điểm A, B nằm cùng trên một phương truyền sóng có mức cường độ âm lần lượt là 40dB và 30dB. Điểm M nằm trong môi trường truyền sóng sao cho ∆AMB vuông cân ở A. Xác định mức cường độ âm tại M?
Bài 2 (2,0 điểm): (E, r)
L1
L2
C
R
K1
K2
Cho mạch điện gồm: một điện trở thuần R, một tụ điện C, hai cuộn cảm thuần có độ tự cảm L1 = 2L, L2 = L và các khóa K1, K2 được mắc vào một nguồn điện không đổi (có suất điện động E, điện trở trong r = 0) như hình vẽ. Ban đầu K1 đóng, K2 ngắt. Sau khi dòng điện trong mạch ổn định, người ta đóng K2, đồng thời ngắt K1. Tính điện áp cực đại giữa hai bản tụ.
Bài 3 (2,0 điểm): 
K
A
B
L, r#0
M
Cho mét m¹ch ®iÖn xoay chiÒu nh­ h×nh vẽ, UAB =120cos(100pt) (V)
1. K ®ãng, c­êng ®é dßng ®iÖn hiÖu dông trong m¹ch lµ I = 2A, dßng ®iÖn lÖnh pha 300 so víi ®iÖn ¸p hai ®Çu ®o¹n m¹ch UAB . TÝnh L, r
2. K më, c­êng ®é dßng ®iÖn hiÖu dông trong m¹ch lµ I = 1A vµ UAM lÖnh pha 900 so víi UMB
 a) TÝnh c«ng suÊt to¶ nhiÖt trªn X.
 b) X gåm 2 trong 3 phÇn tö R, L1 C nối tiÕp. T×m cÊu t¹o X 
Bài 4 (2,0 điểm): Tại hai điểm S1 và S2 cách nhau 14,0cm trên mặt chất lỏng có hai nguồn phát sóng theo phương thẳng đứng với các phương trình lần lượt là u1 = u2 = acos(50pt) (cm). Vận tốc truyền sóng trên mặt chất lỏng là v = 0,5m/s. Bỏ qua sự hấp thụ năng lượng của môi trường truyền sóng. Biết rằng dao động do mỗi nguồn độc lập gây ra tại điểm cách tâm sóng 1cm có biên độ là 2mm.
a) Tìm biên độ dao động tổng hợp tại điểm M trên mặt chất lỏng cách các nguồn S1, S2 những đoạn tương ứng là d1 = 25cm; d2 = 33cm.
 b) Xác định số điểm có biên độ dao động cực đại trên đoạn thẳng S1S2.
Bài 5 (2,0 điểm): Để kéo trụ đặc A đồng chất khối lượng M, bán kính R người ta dùng vật nặng B khối lượng m. Bỏ qua khối lượng ròng rọc, dây nối. Hệ số ma sát trượt giữa con lăn và mặt phẳng ngang là . Tìm điều kiện khối lượng của vật B để trụ A lăn không trượt trên mặt phẳng ngang?
Bài 6 (2,0 điểm): Một trạm hạ áp cấp điện cho một nông trại để thắp sáng các bóng đèn sợi đốt cùng loại có điện áp định mức 220 V. Nếu dùng 500 bóng thì chúng hoạt động đúng định mức, nếu dùng 1500 bóng thì chúng chỉ đạt 83,4% công suất định mức. Coi điện trở của bóng đèn không đổi. Điện áp ra ở cuộn thứ cấp của máy hạ áp là bao nhiêu?
Bài 7 (2,0 điểm): Vật có khối lượng M = 0,4 kg được treo vào đầu dưới của lò xo nhẹ có độ cứng k = 100 N/m, đầu trên lò xo treo vào giá cố định, chiều dài tự nhiên của lò xo là l0 = 30 cm.
a) Nâng vật theo chiều dương đến vị trí lào xo nén 4 cm rồi thả nhẹ. Chọn gốc thời gian là lúc thả vật. Lập phương trình dao động điều hoà. Xác định độ lớn lực đàn hồi tại thời điểm t = T/4 kể từ lúc t = 0.
b) Khi M đang đứng yên ở vị trí cân bằng thì một vật nhỏ có khối lượng m = 100 g chuyển động theo phương ngang với vận tốc v0 = 5 m/s tới va chạm đàn hồi với vật M. Hãy xác định độ cao (so với vị trí cân bằng) của vật M và độ giãn của lò xo khi M lên tới điểm cao nhất. Bỏ qua lực cản không khí. Lấy g = 10 m/s2.
Bài 8 (2,0 điểm): Một con lắc đơn có chu kì dao động T = 2 s, vật nặng khối lượng m = 120 g được treo tại nơi có g = = 10 m/s2. Khi vật đang đứng yên ở vị trí cân bằng truyền cho vật vận tốc v = 5 cm/s theo chiều dương của trục toạ độ (vuông góc với sợi dây). Gốc O là vị trí cân bằng, gốc thời gian là lúc vật bắt đầu dao động. Lập phương trình dao động điều hoà. Xác định lực căng dây treo, gia tốc toàn phần của vật tại thời điểm t = 2,2 s kể từ lúc t = 0.
Bài 9 (2,0 điểm): Một lượng khí lý tưởng có thể tích 10 lít, nhiệt độ 27 0C, áp suất 1 atm biến đổi qua hai quá trình :
* Quá trình (1) : đẳng tích, áp suất tăng gấp 2.
* Quá trình (2) : đẳng áp, thể tích sau cùng là 15 lít.
a) Tìm nhiệt độ sau cùng của lượng khí trên.
b) Vẽ đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi trạng thái của lượng khí trên trong các hệ tọa độ (p,V); 
 (V,T) và (p,T).
Bài 10 (2,0điểm): Tiết diện thẳng của một khối đồng chất, trong suốt nửa hình trụ là 
nửa hình tròn tâm O, bán kính R, khối này làm bằng chất có chiết
suất n = , đặt trong không khí. Tia sáng SI nằm trong mặt phẳng vuông
 góc với trục của hình trụ, tới mặt phẳng của khối này với góc tới 450.
 Điểm tới I nằm trong khoảng nào thì không có tia ló khỏi mặt trụ.
------------ Hết ---------
SỞ GD & ĐT THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT LÊ HOÀN
-------********-------
HD CHẤM ĐỀ THI CHỌN ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI
Năm học: 2014 – 2015
Môn: VẬT LÍ 12 – Vòng 1
Thời gian làm bài: 180 phút (Không kể thời gian phát đề)
-------***------
Bài
Đáp án 
Điểm
Bài 1
Gọi P là công suất của nguồn âm
 OA = R; OB = RB = R + r ; AB = AM = r OM = RM
 RM2 = R2 + r2.(1)
 LA = 10lg; LB = 10lg; LM = 10lg
Với I = 
LA - LB = 10lg-10lg = 10lg = 10lg 
LA - LB = 10dB =>10lg = 10 =>=10 => RB2 = 10RA2 
(R + r)2 = 10R2 => r2 +2rR – 9R2 = 0 => r = R(- 1) (2)
 RM2 = R2 + r2 = R2( 12 - 2)
LA – LM = 10lg=10lg=10lg(12-2) = 7,54 dB
=> LM = LA – 7,54 = 32,46 dB.
2,0 điểm
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Bài 2
+K1 đóng, K2 ngắt, dòng điện ổn định qua L1: 
+ K1 ngắt, K2 đóng: Vì 2 cuộn dây mắc song song
u L1 = u L2 = uAB 
==> - 2L (i1 – I0) = Li2 
 2L (I0 – i1) =Li2 (1)	 
Ta có (2) 
IC = i1 – i2 UCmax IC = 0 i1 = i2 = i (3) 
Từ (2) và (3) 	 
Từ (1) 	 
2,0 điểm
0,5
0,5
0,5
0,5
Bài 3
1. Khi K ®ãng m¹ch ®iÖn chØ cßn cuén d©y
khi ®ã UAM = UAB = 120 (V)
ZAM = = 60 (W) ®Z2L + r2 = 602 	(1)
L¹i cã: dßng ®iÖn lÖch pha 300 so víi UAB (UAB = UAM)
Þ tgjAM= 	(2)
Tõ (1) (2) cã: ZL = 30 W Þ L = 0,0955 H
	 r = 30= 51,9615 W
2. Khi K më vµ sím pha 300 so víi i ® UMB trÔ pha h¬n i 1 gãc 600 ® m¹ch MB cã tÝnh dung kh¸ng ® ®o¹n m¹ch MB chøa C vµ R
tgjMB = (3)
Þ U2AB = U2AM + U2MB
+ V× 
® UMB = (V)
ÞZMB = 60 (W)
Ta cã ph­¬ng tr×nh 	R2 + Z2C = (60)2 	(4)
Tõ (3) (4)	R = 30 = 51,9615	(W)
	ZC = R = 90 (W) C= 3,5368.10-5 F
2,0
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Bài 4
a) Do bỏ qua sự hấp thụ năng lượng của môi trường truyền sóng; nên biên độ sóng tỷ lệ nghịch với căn bậc hai của khoảng cách.
Bước sóng trên mặt chất lỏng là với f = 25Hz.
- Phương trình dao động do S1 gửi tới điểm M là (mm) (d1 và λ có đơn vị là cm).
- Phương trình dao động do S2 gửi tới điểm M là (mm) (d2 và λ có đơn vị là cm).
Dao động tổng hợp tại M là với biên độ dao động tổng hợp là
≈ 0,7303 (mm
b) Số điểm có biên độ dao động cực đại trên đoạn S1S2:
Xét suy ra trên S1S2 có 13 cực đại.
2,0 điểm
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,5
Bài 5
+ Chọn chiều dương là chiều chuyển động.
+ Phương trình chuyển động của mỗi vật.
Vật A: T - Fms = Ma (1)
 Fms.R = I = Fms = (2)
Vật B: mg – T = ma (3)
+ Cộng theo vế (1), (2), (3) 
+ Để trụ lăn không trượt: 
2,0 điểm
0,5
0,5
0,5
0,5
Bài 6
Gọi điện trở mỗi đèn là R0. Các bóng đèn mắc song song. Khi mắc 500 bóng thì điện trở của nông trại: .
Ta có các đèn sáng bình thường nên: .
R
RĐ
.
- Khi mắc 1500 bóng: 
Ta được: mà nên hđt đặt vào hai đầu các đèn: .
Ta được tỉ số công suất mỗi bóng đèn trong hai trường hợp:
.
2,0 điểm
0,25
0,5
0,25
0,25
0,25
0,5
Bài 7
a) 
+ Tần số góc: .
+ Độ dãn của lò xo khi vật ở vị trí cân bằng: 
+ Biên độ: A = 8 cm, pha ban đầu: .
+ Phương trình: 
+ Tại thời điểm t = T/4 vật có li độ , lò xo nén 
Lực đàn hồi: Fđh = = 4 N.
b)
+ Xét va chạm giữa hai vật. 
 v = = 2 m/s 
+ Trước va chạm lò xo dãn 
+ Sau va chạm M chuyển động với vận tốc v = 2 m/s và chuyển động lên đến độ cao h so với vị trí cân bằng, khi đó lò xo lệch góc so với phương thẳng đứng, lò xo dãn một đoạn x.
+ Theo định luật II Niutơn: (1)
+ Áp dụng định luật bảo toàn cơ năng (mốc thế năng là VTCB).
 (2)
Giải hệ (1), (2) x = 0,0169 m, h = 0,216 m.
2,0 điểm
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
0,25
Bài 8
+ Chiều dài sợi dây: 
+ Biên độ: 
+ Pha ban đầu: .
+ Phương trình dao động điều hoà: 
+ Lực căng dây: = 1,2014 N.
+ Gia tốc toàn phần: = 0,29 m/s2.
2,0 điểm
0,25
0,5
0,25
0,5
0,25
0,25
Bài 9
a)
 	(0,5 điểm)
Định luật Saclơ : T2 = 600K 	(1 điểm)
Định luật Gay Luytxăc : T3 = 900 (K) (t3 = 627 0C). 	(1 điểm)
b) 3 đồ thị.. 	
2,0 điểm
0,5
0,5
0,5
0,5
Bài 10
Nếu góc tới mặt trụ lớn hơn góc tới giới hạn thì ánh sáng sẽ phản xạ toàn phần, không có tia sáng ló ra khỏi mặt trụ.
Ta có: sinigh = suy ra igh = 450
+ Khi I tới vị trí I1, tia khúc xạ tới mặt trụ ở J1 với góc tới bằng igh. Khi đó tia ló tiếp xúc với mặt trụ. Vậy khi I ở 
ngoài khoảng OI1 thì không có tia ló ra khỏi
 mặt trụ.
 Áo dụng định lí hàm số sin cho tam giác 
OI1J1, ta có
Trong đó OJ1 = R; igh = 450; = 900 – r = 600.
 Vậy: OI1 = R 
 Tương tự: OI2 = R
+ Kết luận: Khi tia sáng tới mặt phẳng của khối với góc tới 450, chỉ có tia sáng ló khởi mặt trụ nếu điểm tới I ở trên đoạn I1I2.
2,0 điểm
0,5
0,5
0,5
0,5